Пока за океаном кипела работа над превращением человеческого нейрона в математическую модель, в СССР кибернетику клеймили как буржуазную лженауку. Но это не значит, что советские ученые остались в стороне в вопросах исследования ИИ.
Сегодня мы вспомним выдающихся деятелей той эпохи, которые приложили руку к формированию отечественной школы машинного обучения.
Алексей Ляпунов
Пожалуй, Алексей Андреевич Ляпунов (1911-1973) был первым из первых. С него начался ренессанс кибернетики в СССР, когда в 1954 году он открыл “Большой семинар” как бы и по кибернетике, и в то же время не совсем по ней — просто не прошло еще и года со смерти Сталина и будущий статус новой науки был еще в тумане. Приходилось чуть-чуть соблюдать конспирацию.
Ляпунов был из старинного рода столбовых дворян, из которого вышло множество заметных деятелей. Его родственник Сергей Ляпунов был композитором, чьи фортепианные этюды сравнивали с работами Ференца Листа, а родной батюшка с успехом отучился в Москве, Гейдельберге и Гетиннгене.
Окончив среднюю школу, 17-летний Ляпунов сразу поступает на физико-математический факультет МГУ, который вскоре пришлось оставить. Бунтарская натура не смогла пойти на поводу у руководства, требовавшего от студентов подписать петицию о сносе православного храма.
Фотокарточка Алексея Ляпунов военных лет. Артеллирист, командир топографического взвода, кавалер ордена Красной Звезды. Источник: Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша.
В итоге он отчисляется и через какое-то время попадает в “Лузитанию” — группу математиков, занимавшихся под руководством Николая Николаевича Лузина. Под его менторством Ляпунов напишет первую научную работу по теории множеств. А из беспечно сраставшегося союза под сенью математических муз выйдут такие имена как Келдыш, Колмогоров, Бари и многие другие.
Заинтересовавшись работами Норберта Винера, Ляпунов пришел к выводу, что за кибернетикой будущее. Одной из его важнейших идей было создание операторного метода программирования, с которым программу можно описывать как последовательность формальных преобразований состояния системы. Логическая схема, заменявшая машинный код, в итоге приведет к появлению высокоуровневых языков, которые мы используем сегодня.
В теорию ИИ Ляпунов внес вклад также немалый, предвосхитив появление нейро-лингвистического программирования (NLP). По замыслу автора, язык можно разложить на формальные правила: грамматику, преобразования, классы конструкций и алгоритмы анализа. Эта идея станет одним из истоков будущих исследований по машинному переводу, синтаксическому анализу и обработке естественного языка, что впоследствии даст нам современные ЛЛМ.
Ляпунов пророчески предвидел, что однажды машина научиться думать и, может даже, творить сама. В 1996 году, 23 год спустя после смерти, он будет удостоен самой престижной медали “Computer Pioneer” с Чарльзом Бэббиджем на аверсе. Она присуждается Компьютерным Сообществом, что является частью американского Института инженеров электротехники и электроники (IEEE).
Анатолий Китов
Анатолий Иванович Китов (1920-2005) сверкал многогранностью В детстве он был способным гимнастом, бравшим медали на соревнованиях. Но спортивные трофеи были не единственным завоеванием: он также “взял” золотую медаль по окончании школы и прославился на городских и областных олимпиадах по математике в Узбекской ССР.
Выпускник Средне-Азиатского государственного университета, как и его коллега по математическому цеху Ляпунов, он прошел горнило войны от Крыма до Берлина, дослужившись до командира артиллерийской батареи. И точно также он однажды заболел запретной “Кибернетикой” Винера.
В 1956 году, когда на свет появится термин “Искусственный Интеллект”, он выпустит в соавторстве с А. Криницким книгу “Электронные цифровые машины” — первое фундаментальное советское исследование по вычислительной технике. В частности, Китов в своей работе уделяет особое внимание не арифметическому использованию ЭВМ.
Иными словами, он предлагал заставить компьютер решать практические задачи: управление производством, машинный перевод, экономические проблемы. Компьютер можно научить, как писал Китов, перелопачивать огромные массивы данных, а также сопоставлять и классифицировать.
Он подчеркивал, что ЭВМ способны обрабатывать не только числа, но и символы, тексты, логические структуры. То есть выполнять операции, ранее бывшие интеллектуальной монополией человека. Монография стала большим успехом и разлетелась по всему Социалистическому блоку от Китая до ГДР.
А чтобы задачи эти решались легче и быстрей, компьютеры следовало бы объединить в один суперкластер между собой — нечто похожее сделает проект АРПАНЕТ, объединивший компьютеры в сеть с с пакетной коммутацией данных. Китов назвал свое видение “Единая государственная сеть вычислительных центров” (ЕГСВЦ), что в общем-то было предчувствием грядущего интернета.
К сожалению, его доводы не были услышаны наверху. Даже после обращения к Хрущеву. Некоторые предполагают, что советские аппаратчики боялись технологии Китова, которая бы лишила их привилегированного положения.
Китов был разгромлен. Но не сдался и продолжил напряженно заниматься научной работой. Например, в 1960-х он сформулирует основы АЛГЭМ — процедурно-ориентированного языка высокого уровня для логических и экономических вычислений, что помогало бы управлять производством, вести поиск данных (почти гуглить!) и обрабатывать тексты. АЛГЭМ был реализован на ЭВМ “Минск-22” и “Минск-32”.
Виктор Глушков
Виктор Михайлович Глушков (1923-1982) был еще одним корифеем советской физико-математической школы. Еще в молодости он решил Пятую проблему Гильберта, касающуюся связи между топологическими группами и группами Ли. Также он был известен среди студентов как гегельянец, побывавший на восстановлении донецких шахт после войны.
Глушков сформулировал идею автоматизированных систем управления (АСУ), которые бы умели самостоятельно собирать данные, анализировать их и помогать руководству принимать ключевые решения. Эта концепция предвосхитила Систему Поддержки Принятия Решений (DSS), которые сегодня используются в логистике, финансах, здравоохранении и многих других областях.
ИИ должен был играть в ОГАСЕ далеко не последнюю роль. На его алгоритмы планировалось водрузиться автоматическая классификация данных, прогностическое моделирование с системой компьютерного зрения, которую автор называл “глаз-рука”, ассоциативный поиск для связки на первый взгляд разрозненных данных в единое целое и генерацию вариантов управленческих решений с оценкой гипотетических последствий. Одним словом, насыщенный ИИ-коктейль.
Но как и с ЕГСВЦ Китова, проект Глушкова так и не был реализован. Некоторые полагают, что внедрение такой системы могло бы предотвратить катастрофические события в советской экономике, которые придут с перестройкой.
Что еще удивительно, Глушков был настоящим пророком. Он буквально предсказал в 1982 году появление умных ручных гаджетов и современного интернета в своей книге “Основы безбумажной информатики”:
“Недалек тот день, когда исчезнут обычные книги, газеты и журналы. Каждый человек будет носить с собой электронный блокнот – комбинацию плоского дисплея с миниатюрным радиоприёмопередатчиком. Набирая на клавиатуре этого блокнота нужный код, можно, находясь в любом месте на планете, вызвать из гигантских компьютерных баз данных тексты, изображения, которые и заменят не только книги, журналы и газеты, но и телевизоры.”
Рудольф Зарипов
Имя Рудольфа Хафизовича Зарипова (1929-1991) известно в основном искушенным специалистам. А меж тем, это был талантливейший ученый родом из Казани, который первым в истории человечества научил машину сочинять музыку самостоятельно.
В 1959 году в Вычислительном центре МГУ кандидат физико-математических наук и по совместительству виолончелист и музтеоретик Рудольф Зарипов решил совершенно пустяковую задачу: как превратить чарующие созвучия в алгоритм.
Он сформулировал правила генерации мелодии (то есть создал первый музыкальный промт в истории):
Трехчастная структура ABA.
Каждая 8-тактовая фраза заканчивается на ноте тонического трезвучия.
Широкие интервалы (квинта и выше) — не больше одного раза на фразу.
Не более 6 последовательных нот.
Летним вечером 1959 года Зарипов ввел эти правила в ламповую ЭВМ “Урал-1”, которая работала очень медленно и со скрипом, требуя 5 минут на простенькую мелодию из нескольких нот. На выходе получилась перфолента с первым в мире музыкальным опусом, полностью написанным машиной — “Уральские напевы”.
Ученый предвидел скепсис и провел четыре слепых теста в 1968, 1973, 1976 годах и в олимпийском 1980. Слушателям давали одинаково исполненные пьесы: половина принадлежала перу “Урала”, а другая была написана живыми композиторами. В результате советский компьютер стал фаворитом во всех четырех тестах — публика предпочла музыку, написанную зариповским алгоритмом.
К сожалению, автор не дожил до появления первых музгенераторов на основе ИИ. Да и его алгоритм уже довольно устаревший сегодня. Но выделенные им принципы, позволившие разбить нечто эфемерное и непостижимое на холодные числовые данные, в итоге оказали огромное влияние на генеративное ИИ.
Сергей Маслов
О Сергее Юрьевиче Маслове (1939–1982) сведений по-скромному немного. Известно, что он, прямо как Ляпунов, тоже был научным бунтарем и тоже проводил “нелегальный” семинар сначала в Ленинградском отделении математического института им. В. А. Стеклова (ЛОМИ), а затем уже в своей квартире. За подпольную деятельность его сравнивали даже с апостолом Павлом, на версию которого, кисти Эль Греко, он был разительно похож.
Маслов принимал участие в группе математической логики в ЛОМИ, которая занималась автоматическим поиском логического вывода и, по сообщению очевидцев, это были первопроходческие изыскания мирового калибра.
Но главную известность математик получил за открытие революционного “обратного метода” поиска доказательств. Суть его заключается в том, чтобы ЭВМ научилась “отматывать время назад” и глядя на результаты энного события могла бы установить предпосылки его повлекшие: от желаемого заключения строится цепочка логических шагов назад к аксиомам.
Метод позволяет машине самостоятельно строить доказательства, а не просто проверять их. Эта обратимость немного напоминает диффузионные процессы, когда генеративная модель учится в обратном порядке “восстанавливать” тренировочный сэмпл, утопленный в гауссовом шуме.
Допустим, несть утверждение: “Сократ смертен”. Система не обязана сразу искать всю цепочку сверху вниз. Она вообще может не знать что такое “Сократ”. Но зато она может начать рассуждение:
Что нужно, чтобы Сократ был смертен?
Нужно, чтобы он был человеком, а все люди были смертны.
Что нужно, чтобы доказать, что он человек?
Скорее всего, это уже есть среди предпосылок: его смертность.
А поскольку современный ИИ часто сочетает поиск, логический вывод и формальные правила, то именно здесь принцип Маслова остается очень живым и полезным. Сегодня он применяется в верификации программ, проверке микросхем и процессов, а также в экспертных системах. Кстати, сформулировал Маслов свою идею на целый год раньше заокеанских коллег.